En el interior del láser más potente del mundo que aspira a curar el cáncer
▸Cirugías oculares, cortes con precisión milimétrica o novedosos tratamientos son solo algunas de sus aplicaciones ▸El centro ELI-NP, ubicado a una hora del centro de Bucarest, ha supuesto una inversión de 320 millones de euros Máxima potencia
Principios de los 90. Detau Du, estudiante de Física en la Universidad de Míchigan (EE.UU.), está calibrando un experimento con un nuevo láser de pulso ultracorto. Hablando en plata: rayos que duran menos de la mitad de un parpadeo pero cuyo haz, diminuto y finísimo, tiene una enorme potencia y precisión. El mecanismo es, en base, el mismo que usábamos cuando éramos niños y experimentábamos con una lupa: el cristal concentra la radiación en un punto, llegando a tal temperatura que es capaz de iniciar una reacción de combustión y, por ejemplo, quemar un papel. Solo que, en este caso, siglos de avances científicos y tecnológicos han multiplicado millones de veces su poder. Y ya no solo es capaz de iniciar un fuego; ahora también puede alumbrar a toda una nueva ciencia, abriendo la puerta a recrear procesos que van desde lo que pasa en el núcleo de las gigantes estrellas a las reacciones que ocurren dentro de los diminutos átomos.
Mientras Du manipula el sistema, ve por el rabillo del ojo un fulgor verde: el láser ha golpeado su retina. Y, como con la lupa con el papel, es capaz de quemarla. Rápidamente, el profesor Gérard Mourou, su tutor, le lleva al hospital. Al examinarlo, el médico le pregunta cómo se ha hecho esa lesión ocular. «¿Por qué?», le dice Du después de explicarle qué es lo que estaba haciendo. «Porque es una herida perfecta», responde. Por casualidad, aquel accidente laboral se convirtió en el germen de una de las técnicas más utilizadas hoy en día en cirugía ocular, con la que han sido tratadas millones de personas en el mundo.
No se usa solo para eso: actualmente esta tecnología se utiliza para realizar cortes milimétricamente precisos que ayudan en campos como la nanotecnología, que se afana en crear componentes cada vez más pequeños que quepan en nuestros móviles; o para apuntar directamente a las células cancerosas, localizarlas y destruirlas con una eficacia mayor que los tratamientos de radioterapia actuales.
El siglo del láser
«Si el siglo XX supuso el triunfo del electrón, el siglo XXI será el del láser», dice Mourou convencido. Han pasado tres décadas de aquel ‘incidente ocular’ con su alumno, y hoy se encuentra charlando con periodistas de todo el mundo en el centro del programa ELI-NP (siglas de Extreme Light Infrastructure Nuclear Physics) en Magurele, una ciudad a una hora del centro de Bucarest, la capital de Rumanía. En aquel moderno centro que echó a andar pandemia mediante, rodeado de naturaleza y agua, se encuentra el láser más potente del mundo ‘encerrado’ en una sala de 2.500 metros cuadrados, un proyecto que propuso el propio Mourou a principios de los años 2000, si bien el plan inicial finalmente fue disgregado en tres instalaciones, repartidas ahora entre Rumanía (que alberga el mencionado ELI-NP), República Checa (ELI Beamlines, dedicado al desarrollo de fuentes secundarias basadas en la aceleración de partí
Puede llegar a producir diez petavatios –aunque se realizan experimentos con menos potencia–, que es una unidad equivalente a mil billones de vatios que no se alcanza ni de lejos el consumo combinado de toda la potencia energética mundial combinada.
Esta máxima potencia es casi fugaz: solo se mantiene 25 femtosegundos, la milbillonésima parte de un segundo, suficiente para poder ‘congelar’ algunos de los procesos atómicos más esquivos de la naturaleza.
En los 15.000 metros cuadrados que miden las instalaciones trabajan unas 400 personas. De media, el láser realiza unos 30 o 40 disparos diarios que van a parar a alguna de las siete cámaras experimentales.
Aunque estaba previsto incluir una unidad de producción de rayos gamma, disputas legales han provocado que esta parte del proyecto se retrase a 2026. Además, se ha dejado hueco para mejoras futuras del láser principal. culas cargadas) y Hungría (ELI Alps, con pulsos aún más cortos pero capaces de ‘fotografiar’ las reacciones que ocurren a nivel atómico).
Todo para seguir indagando en aplicaciones de la tecnología láser que Mourou desarrolló cinco años antes de aquella ‘herida perfecta’, con su por aquel entonces también estudiante Donna Strickland. La idea era experimentar con los láseres para crear pulsos ultracortos de alta intensidad sin destruir el material amplificador, un problema que venía lastrando este tipo de sistemas. A ella le pareció algo demasiado simple, pero se puso manos a la obra. Ambos crearon la técnica Chirped-Pulse Amplification (CPA, por sus siglas, traducido como ‘amplificación de pulso gorjeado’), un novedoso enfoque que estiraba los pulsos a tiempo para reducir su potencia máxima para, después, amplificarlos y comprimirlos.
Con ello, conseguían ‘empaquetar’ su poder en un pequeño espacio, aumentando drásticamente la intensidad, dirigiéndola hacia un punto ínfimo –a veces de menos del grosor de un cabello– sobre el que produce unas presiones tan altas que pueden llegar a emular la presión que ejercerían varias Torres Eiffel sobre la yema de un dedo. Por aquella ‘simple’ idea, Mourou y Strickland ganaron el Nobel de Física en 2018.
«Partimos de un pequeña semilla de